[發明專利]一種高凸臺TC18鈦合金模鍛件的鍛造方法

在審

• 申請號: 202111535502.0
• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN114160732A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 劉亞妮;何健;陳飛;李陽;秦衛東
• 申請（專利權）人: 陜西宏遠航空鍛造有限責任公司
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 白瑤君

本發明屬于鍛造熱加工領域，涉及一種高凸臺TC18鈦合金模鍛件的鍛造方法。該方法包括：根據零件形狀設計的終鍛件；以終鍛件投影到水平面的最大投影面為終鍛件分模面；以翻轉90°后的終鍛件投影到水平面的最大投影面為預鍛件分模面；采用“十字”交叉模鍛方法，根據預鍛件分模面、終鍛件分模面對具有凸臺的荒坯進行預鍛和終鍛。

技術領域

本發明屬于鍛造熱加工領域，涉及一種高凸臺TC18鈦合金模鍛件的鍛造方法。

背景技術

TC18鈦合金具有高強度、高韌性，在航空航天領域得到廣泛的應用。飛機起落架用高凸臺TC18鈦合金模鍛件，形狀復雜，截面差異較大等特點。通常的鍛造方法：制坯+模鍛；但上述方法存在以下問題：1.制坯時，高凸臺尺寸難保證，工人操作難度大；2.模鍛時，高凸臺部位鍛件不易充滿，模鍛火次多，生產周期長；3.較多的模鍛火次，導致鍛件局部存在小變形和組織不均勻，并且TC18材料在β鍛過程中，變形量分布不均勻對材料組織、性能的影響，在熱處理過程中無法得到本質的改善。4.下料重量大，成本增加。

發明內容

本發明的目的是：通過設計合理的預鍛件，降低鍛件制坯、模鍛成型難度，解決局部小變形問題，提高了β鍛造組織均勻性。

為解決此技術問題，本發明的技術方案是：

一種高凸臺TC18鈦合金模鍛件的鍛造方法，包括：

根據零件形狀設計的終鍛件；以終鍛件投影到水平面的最大投影面為終鍛件分模面；以翻轉90°后的終鍛件投影到水平面的最大投影面為預鍛件分模面；

采用“十字”交叉模鍛方法，根據預鍛件分模面、終鍛件分模面對具有凸臺的荒坯進行預鍛和終鍛。

進一步的，預鍛件在預鍛模具中的上下面壓有U型凹槽。

進一步的，當終鍛件分模面或預鍛件分模面需要對高凸臺進行分割時，所述以終鍛件投影到水平面的最大投影面積為終鍛件分模面；以翻轉90°后的終鍛件投影到水平面的最大投影面積為預鍛件分模面，包括：

當高凸臺為軸對稱結構時，對稱軸所在的水平面為分模面。

進一步的，預鍛件的典型截面積是終鍛件典型截面積的1.1～1.25倍。

進一步的，預鍛件到終鍛件各部位的變形量為20％～28％。

進一步的，U型凹槽滿足以下條件：h＜1/3L，R≥R1；

其中，h為U型凹槽深度，L為U型凹槽寬度，R1為U型凹槽底部半徑，R為U型凹槽與預鍛件在預鍛模具中的上下面之間的過渡圓角半徑。

進一步的，終鍛件高凸臺的高度大于預鍛件凸臺的高度大于荒坯凸臺的高度。

進一步的，預鍛到終鍛的加熱溫度在相變點T_β+(15～20℃)，加熱保溫時間0.3～0.5min/mm。

本發明的有益效果是：通過“十字”模鍛(預鍛+終鍛)、預鍛件表面增加U型凹槽的設計，降低高凸臺部位制坯及模鍛成型難度，解決鍛件局部小變形問題；提高了鍛件組織均勻性、力學性能穩定性，降低了TC18鈦合金β鍛造過程控制難度，提升了產品質量的可靠性。

附圖說明

圖1為本發明實施例的終鍛件結構簡圖；

圖2為本發明的預鍛件設計簡圖；

圖3為圖2的俯視圖；

圖4為自由鍛荒坯設計簡圖；

圖5是圖2的A-A截面示意圖(U型凹槽結構示意圖)；

圖6為本發明的終鍛件變形量模擬預測圖；